隨著電子產(chǎn)品向小型化以及智能化的方向發(fā)展，焊點(diǎn)及導(dǎo)線之間的間距越來越細(xì),而焊點(diǎn)在形成工藝過程中在其表面或周圍會(huì)有一定的殘留物聚集。當(dāng)這些殘留物中包含有腐蝕性強(qiáng)的離子性物質(zhì)時(shí)，將會(huì)給焊點(diǎn)乃至整個(gè)PCB組件帶來腐蝕和漏電的可靠性問題，這一問題產(chǎn)生的主要機(jī)理就是發(fā)生了電化學(xué)遷移(ECM)。為了評(píng)估焊點(diǎn)或PCBA發(fā)生電化學(xué)遷移的可能性，常常需要針對(duì)PCBA工藝過程或相關(guān)物料進(jìn)行電遷移試驗(yàn)。電遷移發(fā)生的機(jī)理和過程可以簡(jiǎn)單描述如下:第一步，焊點(diǎn)表面的金屬在大氣環(huán)境下首先氧化形成氧化物﹔第二步，殘留物吸濕并電離出活性離子;第三步，活性離子在空氣中水分的幫助下與金屬氧化物反應(yīng)并生成金屬離子;第四步，設(shè)備工作時(shí)焊點(diǎn)之間產(chǎn)生電位差，金屬離子向陰極移動(dòng);第五步，金屬離子移動(dòng)過程電場(chǎng)反復(fù)導(dǎo)致離子結(jié)晶析出溶解反復(fù);上述第三步至第五步反復(fù)循環(huán)，最終產(chǎn)生枝晶及漏電。其中最容易產(chǎn)生電遷移或枝晶的金屬元素是銀、鉛、錫及銅。圖1.7是這些枝晶的典型代表。而這種失效往往不是一兩個(gè)樣品的失效,而是整批次的產(chǎn)品都會(huì)出故障,導(dǎo)致?lián)p失巨大。

（a）鉛枝晶                                          （b）銀枝晶

圖1.7      電遷移產(chǎn)生的典型枝晶

評(píng)價(jià)焊點(diǎn)的生產(chǎn)工藝或材料的電遷移情況，一般按照標(biāo)準(zhǔn)IPC-TM-6502.6.14.1（抗電化學(xué)遷移試驗(yàn)）規(guī)定的程序進(jìn)行。其主要方法簡(jiǎn)單介紹如下:首先要在實(shí)際的樣品上制作標(biāo)準(zhǔn)的梳形電極圖形,或參照標(biāo)準(zhǔn)制作標(biāo)準(zhǔn)的梳形電極(間距0.318mm)，見圖1.8，也可以在實(shí)際的PCBA上選擇類似的圖形進(jìn)行參考測(cè)試。然后使用相應(yīng)的材料與工藝并且按照正常的工藝流程制作待測(cè)樣品,再將這些樣品接上導(dǎo)線后置于溫濕度為65℃,88.5%±3.5%RH(或40℃,93%±2%RH;85±2℃，88.5%±3.5%RH）的試驗(yàn)箱中,穩(wěn)定96h后，測(cè)量絕緣電阻作為初始值，然后通過導(dǎo)線加上10V DC的偏置電壓，再在試驗(yàn)箱中保持500h。最后再測(cè)量其絕緣電阻并將其與初始值比較,如果不低于初始值的十分之一，并且無枝晶生長(或生長不超過電極間距的20% )，焊點(diǎn)無腐蝕，則該P(yáng)CBA或焊點(diǎn)的耐電遷移能力合格。

圖1.8 電遷移所使用的梳形標(biāo)準(zhǔn)電極

近來某些研究顯示,低的偏壓如5V DC更能激發(fā)電遷移的發(fā)生。為此，一些國際知名品牌的大公司還制定了自己公司內(nèi)部的電遷移試驗(yàn)程序，例如，美國惠普公司的試驗(yàn)條件就是:溫濕度為50℃，90%RH，所加偏壓為5V DC,試驗(yàn)時(shí)間672h (28天)。

當(dāng)然，對(duì)于可靠性要求很高的產(chǎn)品，其電遷移試驗(yàn)的時(shí)間還將被延長到1000h以上，并且連續(xù)監(jiān)視其絕緣電阻值隨時(shí)間的變化，同時(shí)可能還需要進(jìn)行PCBA的表面離子清潔度的測(cè)量，評(píng)估離子殘留量與電遷移發(fā)生概率之間的關(guān)聯(lián)性。